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(Concurso: Termobahia; Engenheiro de Termelétrica Júnior; 2012; Banca Cesgranrio) O circuito da figura a seguir é composto por uma fonte de corrente alternada com valor I=10 ∠ 0° A, duas resistências de 10 Ω, uma resistência de 20 Ω, uma reatância capacitiva de -j 6 Ω e uma reatância indutiva de j 10 Ω. Qual a potência ativa consumida, em watts, por esse circuito?
The image shows a circuit diagram with an AC current source I=10 ∠ 0° A, two resistors of 10 Ω, a resistor of 20 Ω, a capacitive reactance of -j 6 Ω, and an inductive reactance of j 10 Ω.
A 617
B 1.255
C 1.404
D 1.666
E 4.000
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CuriosidadesGerais

mês passado

Respostas

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mês passado

Para calcular a potência ativa consumida pelo circuito, precisamos primeiro determinar a impedância total do circuito e, em seguida, usar a corrente fornecida para calcular a potência. 1. Cálculo da impedância total (Z): - Resistências: \( R_1 = 10 \, \Omega \), \( R_2 = 10 \, \Omega \), \( R_3 = 20 \, \Omega \) - Reatância capacitiva: \( X_C = -j6 \, \Omega \) - Reatância indutiva: \( X_L = j10 \, \Omega \) As resistências em série somam: \[ R_{total} = R_1 + R_2 + R_3 = 10 + 10 + 20 = 40 \, \Omega \] As reatâncias se somam: \[ X_{total} = X_L + X_C = j10 - j6 = j4 \, \Omega \] Portanto, a impedância total é: \[ Z = R_{total} + jX_{total} = 40 + j4 \, \Omega \] 2. Cálculo da magnitude da impedância: \[ |Z| = \sqrt{R^2 + X^2} = \sqrt{40^2 + 4^2} = \sqrt{1600 + 16} = \sqrt{1616} \approx 40.2 \, \Omega \] 3. Cálculo da corrente em fase: A corrente fornecida é \( I = 10 \angle 0° \, A \). 4. Cálculo da tensão (V): \[ V = I \cdot Z = 10 \angle 0° \cdot |Z| \angle \theta \] Onde \( \theta = \tan^{-1}\left(\frac{X_{total}}{R_{total}}\right) = \tan^{-1}\left(\frac{4}{40}\right) \approx 5.7° \). 5. Cálculo da potência ativa (P): A potência ativa é dada por: \[ P = I^2 \cdot R_{total} \] \[ P = (10^2) \cdot 40 = 100 \cdot 40 = 4000 \, W \] Portanto, a potência ativa consumida pelo circuito é 4.000 W. A alternativa correta é: E 4.000.

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